[发明专利]一种基于NP沟道互补耗尽型MOSFET整流二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种二极管，特别涉及一种基于无线能量传输应用的整流二极管。

背景技术

无线能量传输应用中，常采用具有低开启电压的肖特基二极管来提高低功率输入水平下的整流高效率；但是，由于半导体工艺局限性，具有低开启电压的肖特基二极管难以实现较高的截止电压，即具有强低功率敏感度的肖特基二极管，难以实现高功率容量。在一些需要宽功率动态范围的无线能量传输应用中，具有低开启电压的肖特基二极管难以胜任。同时，半导体工艺决定低开启电压的肖特基二极管具有较大的饱和电流，即反向漏电流，降低整流器的整流效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于NP沟道互补耗尽型MOSFET整流二极管，具有低功率敏感度、高功率容量以及减小反向漏电流的特点。

本发明的目的是这样实现的：一种基于NP沟道互补耗尽型MOSFET整流二极管，包括耗尽型NMOS管M1、耗尽型PMOS管M2以及低开启电压的肖特基二极管D1，所述耗尽型NMOS管M1的漏极接二极管D1的负极侧，所述耗尽型PMOS管M2的漏极接二极管D1的正极侧，所述耗尽型NMOS管M1的栅极接二极管D1的正极侧，所述耗尽型PMOS管M2的栅极接二极管D1的负极侧。

本发明工作时，正向偏置条件下，耗尽型NMOS管、耗尽型PMOS管同时导通，电路结构等价于低开启电压的肖特基二极管，以提高整理二极管低功率敏感度；反向偏置时，加载在耗尽型NMOS管源、栅极电压和加载在耗尽型PMOS管栅、源极电压大于阈值电压时，耗尽型NMOS管、耗尽型PMOS管首先关闭，并在其漏、源两极维持较大反向偏置电压防止肖特基二极管击穿，以提高整流二极管功率容量。同时，反向偏置耗尽型NPMOS管漏、源极提供反向电流路径，而NMOS管、PMOS管的漏电流极小，在NMOS管、PMOS管击穿之前保持此较小漏电流，因此基于NP沟道互补耗尽型MOS管的漏电流远小于D1。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明在低功率敏感度、高功率容量以及减小反向漏电流等方面有着优越性能，通过在低开启电压的肖特基二极管D1两端连接NP沟道耗尽型MOS管，使得二极管D1在具备低开启电压保持的前提下还具有较高的截至电压，更好的起到保护二极管D1的作用。本发明可用于无线充电线路中的整流二极管。

作为本发明的进一步限定，所述耗尽型NMOS管M1的漏极接二极管D1的负极，耗尽型NMOS管M1的源极作为MOSFET整流二极管的输出负极，所述耗尽型PMOS管的漏极接二极管的正极，耗尽型PMOS管的源极作为MOSFET整流二极管的输入正极。

作为本发明的进一步限定，所述耗尽型NMOS管M1的栅极接二极管D1的正极，所述耗尽型PMOS管M2的栅极接二极管D1的负极。耗尽型PMOS管M2的栅极与D1的负极相连以提供正向偏置下Vgs,p<0，耗尽型NMOS管M1的栅极与D1的正极相连以提供正向偏置下Vgs,n>0，保证M1、M2在正向偏置下导通。

作为本发明的进一步限定，所述耗尽型NMOS管M1的栅极接耗尽型PMOS管M2的源极，所述耗尽型PMOS管M2的栅极接耗尽型NMOS管M1的源极。耗尽型PMOS管M2的栅极与耗尽型NMOS管M1的源极相连以提供正向偏置下Vgs,p<0，耗尽型NMOS管M1的栅极与耗尽型PMOS管M2的源极相连以提供正向偏置下Vgs,n>0，保证M1、2在正向偏置下导通。

作为本发明的进一步限定，所述耗尽型NMOS管设置有若干个，且相互之间串联接在一起，即上一耗尽型NMOS管的源极接下一耗尽型NMOS管的漏极，所有耗尽型NMOS管的栅极连接在一起后接MOSFET整流二极管的输入正极；所述耗尽型PMOS管设置有若干个，且相互之间串联接在一起，即上一耗尽型PMOS管的漏极接下一耗尽型PMOS管的源极，所有耗尽型PMOS管的栅极连接在一起后接MOSFET整流二极管的输出负极。

附图说明

图1为本发明中实施例1电路原理图。

图2为本发明中实施例2电路原理图。

图3为本发明中实施例3电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。

实施例1